這種奇特的星星并不是宇宙間的星球,而是人類掛上天宇的明燈—人造地球衛(wèi)星。它們巡天遨游 ,穿梭往來,忠實地為人類服務(wù),給冷寂的宇宙增添了生氣和活力。
人造衛(wèi)星是個興旺的家族,如果按用途分,它可分為三大類:科學(xué)衛(wèi)星,技術(shù)試驗衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星。
科學(xué)衛(wèi)星是用于科學(xué)探測和研究的衛(wèi)星,主要包括空間物理探測衛(wèi)星和天文衛(wèi)星,用來研究高層大氣,地球輻射帶,地球磁層,宇宙線,太陽輻射等,并可以觀測其他星體。
技術(shù)試驗衛(wèi)星是進(jìn)行新技術(shù)試驗或為應(yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行試驗的衛(wèi)星。航天技術(shù)中有很多新原理,新材料,新儀器,其能否使用,必須在天上進(jìn)行試驗;一種新衛(wèi)星的性能如何,也只有把它發(fā)射到天上去實際“鍛煉”,試驗成功后才能應(yīng)用;人上天之前必須先進(jìn)行動物試驗……這些都是技術(shù)試驗衛(wèi)星的使命。
應(yīng)用衛(wèi)星是直接為人類服務(wù)的衛(wèi)星,它的種類最多,數(shù)量最大,其中包括:通信衛(wèi)星,氣象衛(wèi)星,偵察衛(wèi)星,導(dǎo)航衛(wèi)星,測地衛(wèi)星,地球資源衛(wèi)星,截?fù)粜l(wèi)星等等。
人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道(除近地軌道外)通常有三種:地球同步軌道,太陽同步軌道,極軌軌道。
地球同步軌道 是運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的順行軌道。但其中有一種十分特殊的軌道,叫地球靜止軌道。這種軌道的傾角為零,在地球赤道上空35786千米。地面上的人看來,在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星是靜止不動的。一般通信衛(wèi)星,廣播衛(wèi)星,氣象衛(wèi)星選用這種軌道比較有利。地球同步軌道有無數(shù)條,而地球靜止軌道只有一條。
太陽同步軌道 是軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的,方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同,旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度(360度/年)的軌道,它距地球的高度不超過6000千米。在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星以相同的方向經(jīng)過同一緯度的當(dāng)?shù)貢r間是相同的。氣象衛(wèi)星,地球資源衛(wèi)星一般采用這種軌道。
極軌軌道 是傾角為90攝氏度的軌道,在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星每圈都要經(jīng)過地球兩極上空,可以俯視整個地球表面。氣象衛(wèi)星,地球資源衛(wèi)星,偵察衛(wèi)星常采用此軌道。
別看人造衛(wèi)星個頭不大,五臟可齊全呢!它的通用系統(tǒng)有結(jié)構(gòu),溫度控制,姿態(tài)控制,能源,跟蹤,遙測,遙控,通信,軌道控制,天線等等系統(tǒng),返回式衛(wèi)星還有回收系統(tǒng),此外還有根據(jù)任務(wù)需要而設(shè)的各種專用系統(tǒng)。
A、根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力知GmMr2=mrω2,得衛(wèi)星角速度ω=GMr3,知離地球越遠(yuǎn)的軌道半徑越大,衛(wèi)星的角速度越小,故A錯誤;B、第一宇宙速度是繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大線速度,當(dāng)衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動時,在近地點的速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度,故B選項正確; C、由萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力知GmMr2=mv2r,得衛(wèi)星的線速度v=GMr,知同一圓軌道上的衛(wèi)星半徑相同,故線速度大小相同,故C錯誤;D、地球同步衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合,故同步衛(wèi)星不可能經(jīng)過地球兩極上空.故選:B.。
衛(wèi)星的基礎(chǔ)物理知識:
衛(wèi)星是指在圍繞一顆行星軌道并按閉合軌道做周期性運(yùn)行的天然天體,人造衛(wèi)星一般亦可稱為衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是由人類建造,以太空飛行載具如火箭、航天飛機(jī)等發(fā)射到太空中,像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其它行星的裝置。
衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,最小發(fā)射速度V1
GMm/R^2=mg=mv1^2/R
V1=7.9km/s
運(yùn)行速度
GMm/r^2=mg=mv^2/r
v=(GM/r)^1/2
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